(57)【要約】  ユーザの頭部に装着され、該ユーザの眼に画像データに基づく画像光を外界像と共にユーザに視認可能に投影する調光手段を備える画像表示装置を提供する。  本発明の画像表示装置は、画像データに基づく画像光を出射する表示光学系と、表示光学系から出射された画像光と、ユーザが視認する外界からの外界光とを、外界光の入射光路の延長上の光路であって画像光と外界光とが共にユーザの眼に至る共通の光路上で合成した合成光をユーザの眼に向けて出射する合波部を有する接眼光学系と、を備え、合波部は、透明基板の一表面上に所定の間隔で反射層及び透過層が交互に配置された半透過型反射部材を含む調光手段を備え、反射させる画像光の光量と、外界から入射した外界光をユーザの眼に向かう共通の光路に沿って透過させる光量とを調整する。
2017090289.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データに基づく画像光を外界光と共にユーザに視認可能に投影する画像表示装置であって、
画像データに基づく画像光を出射する表示光学系と、
前記表示光学系から出射された画像光をユーザの眼に導く接眼光学系と、を備え、
前記接眼光学系は、前記表示光学系から出射された画像光の入射光路に沿って入射した画像光と、ユーザが視認する外界からの外界光の入射光路に沿って入射した外界光とを、前記外界光の入射光路の延長上の光路であって前記画像光と前記外界光とが共にユーザの眼に至る共通の光路上で合成して該合成した合成光をユーザの眼に向けて出射する合波部を有し、
前記合波部は、透明基板の一表面上に所定の間隔で反射層及び透過層が交互に配置された半透過型反射部材を含む調光手段を備え、前記表示光学系から出射された画像光を前記ユーザの眼に向かう共通の光路に向けて反射させ、前記反射させる画像光の光量と、前記外界から入射した前記外界光を前記ユーザの眼に向かう共通の光路に沿って透過させる光量とを調整することを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記合波部の調光手段は、
対向する第１及び第２の表面を含み、前記第１及び第２の表面の少なくとも一面にストライプ状の反射層と透過層とが交互に形成された第１の透明基板と、
対向する第３及び第４の表面を含み、前記第３及び第４の表面の少なくとも一面にストライプ状の反射層と透過層とが交互に形成された第２の透明基板と、を有し、
前記第１の透明基板の前記反射層が形成された一面と、前記第２の透明基板の前記反射層が形成された一面とが、互いにそれぞれの一面に形成された前記反射層のストライプの長辺が接する向きに隣接して対置されることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記調光手段は、
前記ストライプ状の反射層と透過層とが交互に形成された第１の透明基板と、前記ストライプ状の反射層と透過層とが交互に形成された第２の透明基板とが、互いにそれぞれの前記ストライプ状の反射層の長辺に対して直交する方向に摺動可能に保持されて、前記第１及び第２の透明基板の双方の反射層のそれぞれが互いの透過層に重なる領域の幅を変更することで、前記ユーザが視認する外界からの外界光の入射光路に沿って入射した外界光に対する透過割合を調整すると共に、前記表示光学系から出射された画像光の入射光路に沿って入射した画像光に対する反射割合を調整することを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記合波部の調光手段は、
対向する第１及び第２の表面を含み、前記第１及び第２の表面の少なくとも一面に反射層と透過層とが交互に市松模様に形成された第１の透明基板と、
対向する第３及び第４の表面を含み、前記第３及び第４の表面の少なくとも一面に反射層と透過層とが交互に市松模様に形成された第２の透明基板と、を有し、
前記第１の透明基板の前記反射層が形成された一面と、前記第２の透明基板の前記反射層が形成された一面とが、互いにそれぞれの一面に形成された前記反射層がそれぞれの市松模様の格子が一致する向きに隣接して対置されることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記調光手段は、
前記第１の透明基板と、前記第２の透明基板とが、互いにそれぞれの一面に形成された前記市松模様の反射層の格子に対して平行方向又は斜行方向に摺動可能に保持されて、前記第１及び第２の透明基板の双方の反射層のそれぞれが互いの透過層に重なる領域の面積を変更することで、前記ユーザが視認する外界からの外界光の入射光路に沿って入射した外界光に対する透過割合を調整すると共に、前記表示光学系から出射された画像光の入射光路に沿って入射した画像光に対する反射割合を調整することを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記調光手段は、
前記第１の透明基板と、前記第２の透明基板とが、互いにそれぞれの透明基板の中心点から外縁方向に外れた偏心点を軸にして回転可能に保持されて、前記第１及び第２の透明基板の双方の反射層のそれぞれが互いの透過層に重なる領域の面積を変更することで、前記ユーザが視認する外界からの外界光の入射光路に沿って入射した外界光に対する透過割合を調整すると共に、前記表示光学系から出射された画像光の入射光路に沿って入射した画像光に対する反射割合を調整することを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記偏心点は、前記画像光の入射光路の範囲内に含まれないことを特徴とする請求項６に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記合波部の調光手段の前記第１の透明基板及び前記第２の透明基板は、ユーザの眼の側に凹の円筒曲面からなることを特徴とする請求項２又は４に記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記合波部の調光手段は、
前記第１の透明基板と、前記第２の透明基板とが、互いに円筒曲面に沿って又は円筒曲面の軸方向に摺動可能に保持されて、前記第１及び第２の透明基板の双方の反射層のそれぞれが互いの透過層に重なる領域幅を変更することで、前記ユーザが視認する外界からの外界光の入射光路に沿って入射した外界光に対する透過割合を調整すると共に、前記表示光学系から出射された画像光の入射光路に沿って入射した画像光に対する反射割合を調整することを特徴とする請求項８に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
前記合波部の調光手段の前記第１の透明基板及び前記第２の透明基板は、ユーザの眼の側に凹の球面であることを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項１１】
前記合波部の調光手段は、
前記第１の透明基板と、前記第２の透明基板とが、互いに任意の方向に摺動可能に保持されて、前記第１及び第２の透明基板の双方の反射層のそれぞれが互いの透過層に重なる領域の面積を変更することで、前記ユーザが視認する外界からの外界光の入射光路に沿って入射した外界光に対する透過割合を調整すると共に、前記表示光学系から出射された画像光の入射光路に沿って入射した画像光に対する反射割合を調整することを特徴とする請求項１０に記載の画像表示装置。
【請求項１２】
前記合波部の調光手段の前記第１の透明基板及び前記第２の透明基板のそれぞれの少なくとも一面に形成された前記反射層のそれぞれは、前記第１及び第２の透明基板のそれぞれの一面に形成された凹部内に形成され、前記それぞれの反射層の表面は、前記第１及び第２の透明基板のそれぞれの一面に対して凹部をなすことを特徴とする請求項２、４、８、１０のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１３】
前記合波部の前記第１の透明基板のストライプ状又は市松模様の反射層が形成された一面及び前記第２の透明基板のストライプ状又は市松模様の反射層が形成された一面の中の少なくとも一方の前記透明基板の一面上に、前記第１及び第２の透明基板のぞれぞれの一面上に露出したそれぞれの反射層の膜高さよりも高い凸部を備えることを特徴とする請求項２、４、８、１０のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１４】
前記合波部の調光手段は、
反射型偏光素子と、偏光板と、を備え、
前記反射型偏光素子は、前記表示光学系から出射された画像光の入射光路上に配置され、前記画像光をユーザの眼に至る前記共通の光路に向けて反射させ、
前記偏光板は、ユーザが視認する外界からの外界光の入射光路上に配置され、
前記反射型偏光素子と前記偏光板とのいずれか一方を前記画像光と前記外界光とが共にユーザの眼に至る前記共通の光路を軸にして回転させてユーザの眼に至る前記画像光と前記外界光の光量比を調整することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項１５】
前記反射型偏光板は、ワイヤーグリッド型偏光板であり、前記偏光板は、ガラス偏光板又は樹脂偏光板であることを特徴とする請求項１４に記載の画像表示装置。
【請求項１６】
外界光の光量を測定する受光部と、
前記合波部の調光手段を制御する操作部と、を更に備え、
前記制御部は、受光部の光量測定結果に基づき、前記調光手段による画像光の反射割合と外界光の透過割合とを決定し、該決定された反射割合及び透過割合に対応するように前記合波部を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、調光手段を備える画像表示装置に関し、より詳しくは、ユーザの頭部に装着されて画像データに基づく画像光を外界光と共にユーザに視認可能に投影する調光手段を備えた画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ユーザの身体に取り付けて使用することのできる画像表示装置への需要が高まりつつある。特に頭部に装着して使用するヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）では、ユーザがＨＭＤを装着した状態で活動を行うときに、必要な情報を確認したり、他のユーザと情報交換を行ったりする利用形態をサポートするため、ユーザが外界光による外界の実像を認識しながら、画像データに基づく画像光をユーザの眼に虚像として表示するタイプのものが提案されている。【０００３】
例えば、特許文献１、２には、従来の単眼式ＨＭＤが開示されている。
特許文献１には、単眼式の表示ユニットと、この表示ユニットをユーザの頭部に保持する保持部とを備えた頭部装着型表示装置が開示されている。表示ユニットは、画像表示光の出射手段とユーザの前方に配置される光路変更手段とを有し、光路変更手段であるコンバイナはハーフミラーや、回折に変更するホログラム素子により構成されて、虚像と前方の実在物の双方を視認できることが記載されている。【０００４】
特許文献２には、映像表示用ＬＣＤと映像用プリズムとシースループリズムを内蔵するビュワー部を備える単眼式ＨＭＤが開示され、この頭部装着型表示装置は、パーソナルコンピュータからのデータ等の出力画像をビュワー部に表示し、ユーザの眼にこの表示画面と周りの外界のシースルー画面とを合わせて観察できるように構成されている。【０００５】
特許文献１、２記載されたＨＭＤは、いずれもユーザの眼の正面にハーフミラー又はプリズム等を配置する構成を備え、このため、ユーザの正面視野に表示装置から出射された画像光による虚像が外界光と重畳して視認される。【０００６】
上述したシースルー方式のＨＭＤは、画像光による表示画面の背景に、外界光が重なってユーザの眼に投射されるため、ユーザがＨＭＤを装着した状態で活動を行うときに、表示画像の見え方が外部環境による影響を受ける。すなわち、外界が明るい環境下では、ユーザが視認する表示画面の背景となる外界光が画像光に比べて明るいため、画像光よる画像が見えづらくなる。一方、外界が暗い環境下では、表示画面の背景となる外界光が暗いため、表示画面が際立ってユーザに煩わしさを感じさせたり、ユーザの正面視野の一部が表示画面によって遮られる状態になり、死角が生じて障害物に気づかなかったりといったといった問題が発生する。
このため、使用環境下における外界の明暗に応じて、ＨＭＤの光源パワーを調整する方法が想起されるが、この方法では、ＲＧＢの各光による色バランスに影響が生じて表示画像の色あいが変わってしまうという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−０３９７８４号公報
【特許文献２】特開２００１−１１７０４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、画像データに基づく画像光による画像を外界像と共にユーザに視認可能に投影する調光手段を備える画像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による画像表示装置は、画像データに基づく画像光を外界光と共にユーザに視認可能に投影する画像表示装置であって、画像データに基づく画像光を出射する表示光学系と、前記表示光学系から出射された画像光をユーザの眼に導く接眼光学系と、を備え、前記接眼光学系は、前記表示光学系から出射された画像光の入射光路に沿って入射した画像光と、ユーザが視認する外界からの外界光の入射光路に沿って入射した外界光とを、前記外界光の入射光路の延長上の光路であって前記画像光と前記外界光とが共にユーザの眼に至る共通の光路上で合成して該合成した合成光をユーザの眼に向けて出射する合波部を有し、前記合波部は、透明基板の一表面上に所定の間隔で反射層及び透過層が交互に配置された半透過型反射部材を含む調光手段を備え、前記表示光学系から出射された画像光を前記ユーザの眼に向かう共通の光路に向けて反射させ、前記反射させる画像光の光量と、前記外界から入射した前記外界光を前記ユーザの眼に向かう共通の光路に沿って透過させる光量とを調整することを特徴とする。【００１０】
前記合波部の調光手段は、対向する第１及び第２の表面を含み、前記第１及び第２の表面の少なくとも一面にストライプ状の反射層と透過層とが交互に形成された第１の透明基板と、対向する第３及び第４の表面を含み、該第３及び第４の表面の少なくとも一面にストライプ状の反射層と透過層とが交互に形成された第２の透明基板と、を有し、前記第１の透明基板の前記反射層が形成された一面と、前記第２の透明基板の前記反射層が形成された一面とが、互いにそれぞれの一面に形成された前記反射層のストライプの長辺が接する向きに隣接して対置され得る。
前記調光手段は、前記ストライプ状の反射層と透過層とが交互に形成された第１の透明基板と、前記ストライプ状の反射層と透過層とが交互に形成された第２の透明基板とが、互いにそれぞれの前記ストライプ状の反射層の長辺に対して直交する方向に摺動可能に保持されて、前記第１及び第２の透明基板の双方の反射層のそれぞれが互いの透過層に重なる領域幅を変更することで、前記ユーザが視認する外界からの外界光の入射光路に沿って入射した外界光に対する透過割合を調整すると共に、前記表示光学系から出射された画像光の入射光路に沿って入射した画像光に対する反射割合を調整し得る。【００１１】
また、前記合波部の調光手段は、対向する第１及び第２の表面を含み、前記第１及び第２の表面の少なくとも一面に反射層と透過層とが交互に市松模様に形成された第１の透明基板と、対向する第３及び第４の表面を含み、前記第３及び第４の表面の少なくとも一面に反射層と透過層とが交互に市松模様に形成された第２の透明基板と、を有し、前記第１の透明基板の前記反射層が形成された一面と、前記第２の透明基板の前記反射層が形成された一面とが、互いにそれぞれの一面に形成された前記反射層がそれぞれの市松模様の格子が一致する向きに隣接して対置され得る。
前記調光手段は、前記第１の透明基板と、前記第２の透明基板とが、互いにそれぞれの一面に形成された前記市松模様の反射層の格子に対して平行方向又は斜行方向に移動可能に保持されて、前記第１及び第２の透明基板の双方の反射層のそれぞれが互いの透過層に重なる領域の面積を変更することで、前記ユーザが視認する外界からの外界光の入射光路に沿って入射した外界光に対する透過割合を調整すると共に、前記表示光学系から出射された画像光の入射光路に沿って入射した画像光に対する反射割合を調整し得る。
前記調光手段は、前記第１の透明基板と、前記第２の透明基板とが、互いにそれぞれの透明基板の中心点から外縁方向に外れた偏心点を軸にして回転可能に保持されて、前記第１及び第２の透明基板の双方の反射層のそれぞれが互いの透過層に重なる領域の面積を変更することで、前記ユーザが視認する外界からの外界光の入射光路に沿って入射した外界光に対する透過割合を調整すると共に、前記表示光学系から出射された画像光の入射光路に沿って入射した画像光に対する反射割合を調整し得る。
前記偏心点は、前記画像光の入射光路の範囲内に含まれ得ない。【００１２】
前記合波部の調光手段の前記第１の透明基板及び前記第２の透明基板は、ユーザの眼の側に凹の円筒曲面からなり得る。
前記合波部の調光手段は、前記第１の透明基板と、前記第２の透明基板とが、互いに円筒曲面に沿って又は円筒曲面の軸方向に摺動可能に保持されて、前記第１及び第２の透明基板の双方の反射層のそれぞれが互いの透過層に重なる領域幅を変更することで、前記ユーザが視認する外界からの外界光の入射光路に沿って入射した外界光に対する透過割合を調整すると共に、前記表示光学系から出射された画像光の入射光路に沿って入射した画像光に対する反射割合を調整し得る。
前記合波部の調光手段の前記第１の透明基板及び前記第２の透明基板は、ユーザの眼の側に凹の球面であり得る。
前記合波部の調光手段は、前記第１の透明基板と、前記第２の透明基板とが、互いに任意の方向に摺動可能に保持されて、前記第１及び第２の透明基板の双方の反射層のそれぞれが互いの透過層に重なる領域の面積を変更することで、前記ユーザが視認する外界からの外界光の入射光路に沿って入射した外界光に対する透過割合を調整すると共に、前記表示光学系から出射された画像光の入射光路に沿って入射した画像光に対する反射割合を調整し得る。【００１３】
前記合波部の調光手段の前記第１の透明基板及び前記第２の透明基板のそれぞれの少なくとも一面に形成された前記反射層のそれぞれは、前記第１及び第２の透明基板のそれぞれの一面に形成された凹部内に形成され、前記それぞれの反射層の表面は、前記第１及び第２の透明基板のそれぞれの一面に対して凹部をなし得る。
前記合波部の前記第１の透明基板のストライプ状又は市松模様の反射層が形成された一面及び前記第２の透明基板のストライプ状又は市松模様の反射層が形成された一面の中の少なくとも一方の前記透明基板の一面上に、前記第１及び第２の透明基板のぞれぞれの一面上に露出したそれぞれの反射層の膜高さよりも高い凸部を備え得る。【００１４】
本発明の一態様による画像表示装置において、前記合波部の調光手段は、反射型偏光素子と、偏光板と、を備え、前記反射型偏光素子は、前記表示光学系から出射された画像光の入射光路上に配置され、前記画像光をユーザの眼に至る前記共通の光路に向けて反射させ、前記偏光板は、ユーザが視認する外界からの外界光の入射光路上に配置され、前記反射型偏光素子と前記偏光板とのいずれか一方を前記画像光と前記外界光とが共にユーザの眼に至る前記共通の光路を軸にして回転させてユーザの眼に至る前記画像光と前記外界光の光量比を調整し得る。
前記反射型偏光板は、ワイヤーグリッド型偏光板であり、前記偏光板は、ガラス偏光板又は樹脂偏光板であり得る。
前記画像表示装置は、外界光の光量を測定する受光部と、前記合波部の調光手段を制御する操作部と、を更に備え、前記制御部は、受光部の光量測定結果に基づき、前記調光手段による画像光の反射割合と外界光の透過割合とを決定し、該決定された反射割合及び透過割合に対応するように前記合波部を制御し得る。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の画像表示装置によれば、画像光による表示画面と背景となる外界光との光量比を好適に調整できるため、使用環境に応じてユーザに視認しやすい画像表示を行うことができる。
また、使用環境の明るさに対して、広いレンジで安定した高品質のカラー画像を表示できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態による画像表示装置の光学系の模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態による画像表示装置の合波部を構成する調光手段の透明基板の概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ’に沿った断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態による合波部の調光手段の構成を示す概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＢ−Ｂ’に沿った断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態による画像表示装置の合波部を構成する調光手段の透明基板の他の例を示す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態よる画像表示装置の全体構成を示す概略図である。（ａ）は画像表示装置の平面図、（ｂ）はその正面図である。
【図６】本発明の第１実施形態による画像表示装置の合波部の調光手段の他の例を構成する透明基板の概略図である。（ａ）は平面図、（ｂ）はＣ−Ｃ’に沿った断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態による合波部の調光手段の構成の他の例を示す概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＤ−Ｄ’に沿った断面図である。
【図８】本発明の第１実施形態による合波部の調光手段の構成の更に他の例を示す概略図である。（ａ）は平面図、（ｂ）はＥ−Ｅ’に沿った断面図である。
【図９】本発明の第１実施形態による合波部の調光手段の他の構成を示す概略図である。（ａ）は合波部の調光手段の他の構成を示す斜視図、（ｂ）は本調光手段の第１透明基板を示す斜視図、（ｃ）は第２透明基板を示す斜視図である。
【図１０】図９に示した合波部の調光手段の構成の他の例を示す概略図である。（ａ）は合波部の調光手段の構成の他の例を示す斜視図、（ｂ）は本調光手段の第１透明基板を示す斜視図、（ｃ）は第２透明基板を示す斜視図である。
【図１１】本発明の第１実施形態による合波部の調光手段の更に他の構成を示す概略図である。（ａ）は合波部の調光手段の更に他の構成を示す斜視図、（ｂ）は本調光手段をＫ方向から見た概略図である。
【図１２】図１１に示す調光手段の摺動方法を説明する概略図であり、（ａ）は図１１の（ｂ）に対応する正面図、（ｂ）はＧ−Ｇ’に沿った断面図である。
【図１３】図１１に示す調光手段の摺動方法の他の例を説明する概略図であり、（ａ）は図１１の（ｂ）に対応する正面図、（ｂ）はＨ−Ｈ’に沿った断面図である。
【図１４】本発明の第２実施形態による画像表示装置の合波部を含む光学系の模式図である。
【図１５】本発明の第２実施形態による合波部の構成を示す概略図である。（ａ）は平面図、（ｂ）はＪ−Ｊ’に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための形態の具体例を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態による画像表示装置の光学系の模式図である。本発明の一実施形態による画像表示装置は、ユーザの頭部（図示せず）に装着されて、ユーザの眼に画像光と外界光とが共に観察されるように構成される。
【００１９】
図１に示すように、画像表示装置１００の光学系は、表示光学系１０及び接眼光学系２０から成り、表示光学系１０は、光源１１、集光レンズ１２、及び透過型画像表示素子１３を備え、接眼光学系２０は、接眼レンズ２１及び調光機能を有する合波部２２を備える。なお、画像表示装置１００は、表示光学系１０及び接眼光学系２０の他に、図示しないが、透過型画像表示素子１３及び合波部２２を駆動するための電子回路部品を含む駆動部と、画像表示装置１００の動作全体を制御するＣＰＵなどを含む制御部とを備える。
【００２０】
表示光学系１０の光源１１は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色の光を放射するものであり、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）から成る。なお、光源は、ＲＧＢ一体型のＬＥＤモジュールで構成されることが好ましいが、単色光や白色光を放射するものであってもよい。光源１１からの放射光は、集光レンズ１２を介して集光されて透過型画像表示素子１３に供給される。
【００２１】
透過型画像表示素子１３は、光源１１から供給された放射光を画像データに基づいて変調することにより、画像を表示するものであり、例えば、光が透過する領域となる各画素がマトリクス状に配置された透過型の液晶画像表示素子（ＬＣＤ）が挙げられる。
表示光学系１０は、上述した画像表示素子の他に、図示しないが、光源１１からの光を均一化するための均一化素子や偏光素子を備え、画像データを画像光に変換して接眼光学系２０に向かって出射する。なお、本実施形態では、表示光学系に透過型画像表示素子１３を用いる構成を示しているが、これに限定されない。例えば、反射型画像表示素子を用いる構成などによっても具現し得る。
【００２２】
接眼光学系２０は、表示光学系１０から出射された画像光をユーザの眼に導く光学系である。接眼光学系２０の合波部２２は、表示光学系から出射された画像光の入射光路Ｌ１に沿って入射した画像光と、ユーザが視認する外界からの外界光の入射光路に沿って入射した外界光とを、外界光の入射光路の延長上の光路であって画像光と外界光とが共にユーザの眼に至る共通の光路Ｌ２上で合成し、合成した合成光をユーザの眼に向けて出射する。合波部２２は、本発明の一実施形態による画像表示装置の調光手段として機能する。
【００２３】
以下、図１〜図３を参照しながら、本発明の第１実施形態による画像表示装置の合波部の構成例を詳細に説明する。
【００２４】
本発明の第１実施形態による画像表示装置の合波部２２は、図１に示すように、２枚の透明基板（４１、４２）の互いに対向するそれぞれの一表面上に、所望のパターンに形成された反射層を有する半透過型ミラーを組み合わせた調光手段４０で構成される。
【００２５】
本実施形態による合波部２２の調光手段４０は、矩形（長方形）の平板形状を有し、画像光の光路をユーザの眼に向かう共通の光路Ｌ２に向けて折り曲げる反射部材として機能し、同時に、外界から入射した外界光をユーザの眼に向かう共通の光路Ｌ２に沿って透過させる光量とを調整する調光手段として機能する。なお、合波部の形態は、これに限定されず、他の例については後述する。また、平面形状も矩形に限定されるものではなく、楕円、円形など所望の形状に形成され得る。
【００２６】
図２は、本発明の第１実施形態による画像表示装置の合波部を構成する調光手段の透明基板の概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ’に沿った断面図である。
【００２７】
図２に示すように、合波部２２を構成する調光手段４０の第１透明基板４１は、対向する第１面４１ａ及び第２面４１ｂのうちの第２面４１ｂの表面に複数のストライプ状の反射層５１ａ及び透過層５１ｂが交互に形成された構成を有する。反射層５１ａのそれぞれは、第１透明基板４１の第２面４１ｂの表面に形成された凹部４１ｃの内に埋設され、反射層５１ａのそれぞれの表面は、第２面４１ｂの表面に対して凹部をなす。反射層５１ａは、金属膜又は誘電体多層膜などで形成され得るが、これに限定されない。
なお、調光手段４０の第２透明基板４２についても同様に構成されるので、説明は省略する
【００２８】
図３は、本発明の第１実施形態による合波部の調光手段の構成を示す概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＢ−Ｂ’に沿った断面図である。
【００２９】
図３に示すように、本実施形態による合波部の調光手段４０は、第１透明基板４１のストライプ状の反射層５１ａが形成された一面４１ｂと、第２透明基板４２のストライプ状の反射層５２ａが形成された一面４２ａとが、互いにストライプの長辺が接する向きに隣接して対置する。これにより、合波部２２のいずれかの透明基板に入射する光が反射する際に、両反射層間に透明基板の厚みに起因する離隔空間が生じないため、多重反射及び多重像（いわゆる、ゴースト）を低減でき、良好な反射特性が得られる。
【００３０】
図３に示す実施形態では、第１透明基板４１及び第２透明基板４２の双方の反射層のそれぞれが、ストライプの長辺を水平面に対して直交する方向、すなわち、縦方向に配置しているが、これに限定されず、ストライプの長辺を水平方向、すなわち横方向に配置してもよい。また、ストライプの長辺を、水平方向又は垂直方向に対して傾斜させて配置することも可能である。
【００３１】
一方、調光手段４０の第１透明基板４１及び第２透明基板４２は、図示しないが保持機構により、互いに、それぞれのストライプ状の反射層（５１ａ、５２ａ）の長辺に対して直交する方向に摺動可能に保持され、両透明基板（４１、４２）の各反射層（５１ａ、５２ａ）が互いの透過層（５２ｂ、５１ｂ）に重なる領域幅を変更するように調整される。すなわち、反射層によって覆われる透過層の面積を変更することで、ユーザが視認する外界からの外界光の入射光路に沿って入射した外界光に対する透過割合を調整すると共に、前記表示光学系から出射された画像光の入射光路に沿って入射した画像光に対する反射割合を調整する。
【００３２】
合波部の調光手段４０は、ユーザが手動で、第１透明基板４１または第２透明基板４２を摺動させて、外界光の透過割合と画像光の反射割合とを調整してもよいが、光センサーを含み外界光の光量を測定する受光部及び調光手段４０の透明基板（４１、４２）を摺動させる操作部を付加することで、自動調整するよう構成し得る。透明基板を摺動させる装置には、例えば、ピエゾ素子を利用した圧電アクチュエータを適用し得る。
【００３３】
本実施形態では、調光手段４０の第１透明基板４１及び第２透明基板４２は、両透明基板（４１、４２）の各反射層（５１ａ、５２ａ）の表面が、それぞれの透明基板の表面に対して凹部をなす構成とすることで、摺動にともなう反射層の摩耗を防ぎ、耐久性を向上させることができる。
【００３４】
図４は、本発明の第１実施形態による画像表示装置の合波部を構成する調光手段の透明基板の他の例を示す断面図である。
本実施形態では、摺動にともなう反射層の摩耗を防ぎ、耐久性を向上させる他の構成例として、透明基板の反射層を有する一面に凸形状のスペーサを形成している。
【００３５】
図４に示すように、調光手段を構成する第１透明基板４１は、ストライプ状の反射層５１ａが形成された一面４１ｂ上の所定の位置に、露出したそれぞれの反射層５１ａの膜高さよりも高い凸部５４を形成する。凸部５４は、透明基板と同じ材料で形成し得るが、これに限定されない。凸部５４は、対置する第２透明基板４２（図示せず）との間でスペーサとなり、これにより、反射層５１ａが第２透明基板４２に直接接触することを防ぐことができる。なお、第２透明基板４２にも同様の凸部を形成してもよい。また、凸部の平面形状は任意である。
【００３６】
以下、上述した光学系を備える本発明の一実施形態による画像表示装置の全体構成を詳細に説明する
【００３７】
図５は、本発明の一実施形態による画像表示装置の全体構成を示す概略図である。（ａ）は画像表示装置の平面図、（ｂ）はその正面図である。
【００３８】
図５に示すように、画像表示装置１００は、表示光学系１０を収納する第１収納室１０ａ、接眼光学系２０を収納する第２収納室２０ａ、及び第１収納室１０ａと第２収納室２０ａとを支持して両者の間に画像光の光路を形成する支持部３０を備える。支持部３０は、第１収納室１０ａに形成されて画像光ＧＬが透過する出射窓１５と、出射窓１５から出射した画像光ＧＬを第２収納室２０ａに収納された合波部２２に導く第１入射窓２５との間に画像光の光路を形成するように支持する支持板３１から成る。出射窓１５には接眼レンズ２１が配置される。なお、接眼レンズ２１の配置位置は、これに限定されない。
【００３９】
支持板３１は、上下方向（Ｚ軸方向）に互いに対面する２枚の支持板（３１ａ、３１ｂ）で構成され、両支持板の間には空間が存在する。したがって、支持部３０によってユーザの視線は遮られない。なお、両支持板（３１ａ、３１ｂ）を補強するために支持部３０を透明樹脂などの部材で覆うことも可能である。なお、支持部３０の構成は、これに限定さるものではなく、例えば、単一の支持板または支柱で形成され得る。また、支持板または支柱は透明部材で形成してもよい。
【００４０】
上記の構成により、表示光学系１０から出射された画像光ＧＬは、光路Ｌ１に沿って接眼光学系２０に入射し、接眼光学系２０において、画像光が合波部２２の反射面（４１ｂ、４２ａ）で光路が折り曲げられて奥行き方向手前に向きを変えて光路Ｌ２に沿って進行する。一方、ユーザが視認する外界からの外界光ＯＬは、第２収納室２０ａに設けられた第２入射窓２６から入射し、合波部２２は、入射光路Ｌ２’に沿って入射する外界光ＯＬの一部を透過させる。これにより、画像光ＧＬと外界光ＯＬとが、合波部２２によって合成されて、共にユーザの眼に至る共通の光路Ｌ２に沿ってユーザの眼に導かれ、ユーザは、外界光と共に透過型画像表示素子１３にて表示された画像の拡大虚像を観察することができる。
【００４１】
次に、図６及び図７を参照して、本発明の第１実施形態による画像表示装置の合波部の調光手段の他の構成例を、詳細に説明する。
【００４２】
図６は、本発明の第１実施形態による画像表示装置の合波部の調光手段の他の例を構成する透明基板の概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＣ−Ｃ’に沿った断面図である。
【００４３】
図６に示すように、調光手段を構成する第１透明基板６１は、対向する第１面６１ａ及び第２面６１ｂのうちの第２面６１ｂの表面に市松模様の反射層７１ａ及び透過層７１ｂが形成された構成を有する。反射層７１ａのそれぞれは、第１透明基板６１の第２面６１ｂの表面に形成された凹部６１ｃの内に埋設され、反射層７１ａのそれぞれの表面は、第２面６１ｂの表面に対して凹部をなす。反射層７１ａは、金属膜又は誘電体多層膜などで形成され得るが、これに限定されない。なお、調光手段を構成する第２透明基板６２についても同様に構成されるので、説明は省略する。
【００４４】
図７は、本発明の第１実施形態による合波部の調光手段の構成の他の例を示す概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＤ−Ｄ’に沿った断面図である。
【００４５】
図７に示すように、本実施形態による合波部２２の調光手段４０の構成の他の例は、第１透明基板６１の市松模様の反射層７１ａが形成された第２面６１ｂと、第２透明基板６２の市松模様の反射層７２ａが形成された第１面６２ａとが、互いの市松模様の格子が一致する向きに隣接して対置する。これにより、調光手段４０のいずれかの透明基板に入射する光が反射する際に、両反射層間に透明基板の厚みに起因する離隔空間が生じないため、多重反射及び多重像（いわゆる、ゴースト）を低減でき、良好な反射特性が得られる。
【００４６】
一方、調光手段４０の第１透明基板６１及び第２透明基板６２は、図示しないが保持機構により、互いに、それぞれの市松模様の反射層（７１ａ、７２ａ）の格子に対して平行方向又は斜行方向に摺動可能に保持されて、両透明基板（６１、６２）の各反射層（７１ａ、７２ａ）が互いの透過層（７２ｂ、７１ｂ）に重なる領域幅を変更するように調整される。すなわち、反射層によって覆われる透過層の面積を変更することで、ユーザが視認する外界からの外界光の入射光路に沿って入射した外界光に対する透過割合を調整すると共に、前記表示光学系から出射された画像光の入射光路に沿って入射した画像光に対する反射割合を調整する。
【００４７】
合波部の調光手段４０は、ユーザが手動で、第１透明基板６１及び第２透明基板６２を摺動させて、外界光の透過割合と画像光の反射割合とを調整してもよいが、上述したストライプ状の反射層の例と同様に、光センサーを含み外界光の光量を測定する受光部及び調光手段４０の透明基板（６１、６２）を摺動させる操作部を付加することで、自動調整するよう構成し得る。また、両透明基板（６１、６２）の各反射層（７１ａ、７２ａ）の表面が、それぞれの透明基板の表面に対して凹部をなす構成とすることで、摺動にともなう反射層の摩耗を防ぎ、耐久性を向上させることができる。さらに、反射層を保護する他の構成として、図４で説明した凸部を反射層が形成された側の各透明基板の表面に形成してもよい。
【００４８】
図８は、本発明の第１実施形態による合波部の調光手段の構成の更に他の例を示す概略図である。図８の（ａ）は平面図、（ｂ）はＥ−Ｅ’に沿った断面図である。
【００４９】
図８に示す構成例において、調光手段４０は、図７と同じ構成の第１透明基板６１及び第２透明基板６２で形成される。したがって、同様の説明は省略する。
【００５０】
一方、調光手段４０の第１透明基板６１及び第２透明基板６２は、保持機構（図示せず）により、図８に示すように、それぞれの透明基板の中心点Ｑから外縁方向に外れた偏心点Ｐを回転軸として互いに回転可能に保持される。これにより、双方の透明基板の反射層（７１ａ、７２ａ）のそれぞれが互いの透過層に重なる領域の面積を変更する。
【００５１】
本実施形態では、調光手段４０への外界光の入射光路及び画像光の入射光路の中心軸Ｒは、偏心点Ｐから離隔した位置に設定する。例えば、図８に示すように、透明基板の中心点Ｑに対して偏心点とは逆方向となる所望の位置に設定する。また、調光手段４０の全体領域の内、表示画面として使用する範囲を、調光手段４０内において中心軸Ｒを中心とする所望の領域、例えば、図８の（ａ）において破線で囲んだ領域Ｆに設定する。すなわち、調光手段４０の一部領域を画像光の反射面及び外界光の透過面として使用する。
【００５２】
図８に示す偏心点Ｐを回転軸として、例えば、第１透明基板６１を第２透明基板６２に対して、１°〜５°の微小角で回転させると、調光手段４０の中心軸Ｒを中心とする領域Ｆにおいて、双方の市松模様の反射層が重なって形成される遮光パターンは、それぞれの透明基板の中心点Ｑを回転軸として回転させた場合に双方の市松模様の反射層が重なって形成される遮光パターンに比べて、明暗の比率が均等になる。したがって、表示画面に対する外界光の透過光量の面内均一性が高く、良好な表示品質を具現し得る。また、微小な回転角度で透過率を変更できるため、例えば、ピエゾ素子を利用した圧電アクチュエータを適用した簡易な機構で駆動制御が可能である。
【００５３】
次に、図９及び図１０を参照しながら、本発明の第１実施形態による画像表示装置の合波部の調光手段の他の構成を詳細に説明する。
【００５４】
図９は、本発明の第１実施形態による合波部の調光手段の他の構成を示す概略図である。図９の（ａ）は合波部の調光手段の他の構成を示す斜視図、（ｂ）は本調光手段の第１透明基板を示す斜視図、（ｃ）は第２透明基板を示す斜視図である。
【００５５】
図９の（ａ）に示すように、調光手段４０の第１透明基板８１と、第２透明基板８２とが、保持機構（図示せず）により、互いに円筒曲面に沿って摺動可能に保持されて、双方の透明基板の反射層のそれぞれが互いの透過層に重なる領域幅を変更することで、ユーザが視認する外界からの外界光の入射光路に沿って入射した外界光に対する透過割合を調整すると共に、表示光学系から出射された画像光の入射光路に沿って入射した画像光に対する反射割合を調整する。
【００５６】
図９の（ｂ）に示すように、調光手段４０を構成する第１透明基板８１は、対向する第１面８１ａ及び第２面８１ｂのうちの第２面８１ｂの表面に複数のストライプ状の反射層９１ａ及び透過層９１ｂが交互に形成された構成を有する。反射層９１ａのそれぞれは、第１透明基板８１の第２面８１ｂの表面に形成された凹部（図示せず）内に埋設され、反射層９１ａのそれぞれの表面は、第２面４１ｂの表面に対して凹部（図示せず）をなす。反射層９１ａは、金属膜又は誘電体多層膜などで形成され得るが、これに限定されない。なお、図９の（ｃ）に示す調光手段４０を構成する第２透明基板８２も同様の構成を備えるので、説明は省略する。
本実施形態では、ストライプ状の反射層について説明したが、市松模様の反射層についても、同様に適用可能であることは、本技術分野における通常の知識を有する者には容易に理解され得る。よって、詳細な説明は省略する。
【００５７】
次に、図９に示した合波部の調光手段の構成の他の例を、図１０を参照して説明する。
図１０は、図９に示した合波部の調光手段の構成の他の例を示す概略図である。図１０の（ａ）は、合波部の調光手段の構成の他の例を示す斜視図、（ｂ）は、本調光手段の第１透明基板を示す斜視図、（ｃ）は、第２透明基板を示す斜視図である。
【００５８】
図１０の（ａ）に示すように、調光手段４０の第１透明基板８１と、第２透明基板８２とが、保持機構（図示せず）により、互いに円筒曲面の軸方向に摺動可能に保持されて、双方の透明基板の反射層のそれぞれが互いの透過層に重なる領域幅を変更することで、ユーザが視認する外界からの外界光の入射光路に沿って入射した外界光に対する透過割合を調整すると共に、表示光学系から出射された画像光の入射光路に沿って入射した画像光に対する反射割合を調整する。
【００５９】
図１０の（ｂ）に示すように、調光手段４０を構成する第１透明基板８１は、対向する第１面８１ａ及び第２面８１ｂのうちの第２面８１ｂの表面に複数のストライプ状の反射層９１ｃ及び透過層９１ｄが交互に形成された構成を有する。反射層９１ｃのそれぞれは、第１透明基板８１の第２面８１ｂの表面に形成された凹部（図示せず）内に埋設され、反射層９１ｃのそれぞれの表面は、第２面４１ｂの表面に対して凹部（図示せず）をなす。反射層９１ｃは、金属膜又は誘電体多層膜などで形成され得るが、これに限定されない。なお、図１０の（ｃ）に示す調光手段４０を構成する第２透明基板８２も同様の構成を備えるので、説明は省略する。
本実施形態では、ストライプ状の反射層について説明したが、市松模様の反射層についても、同様に適用可能であることは、本技術分野における通常の知識を有する者には容易に理解され得る。よって、詳細な説明は省略する。
【００６０】
次に、図１１〜図１３を参照しながら、本発明の第１実施形態による画像表示装置の合波部の調光手段の更に他の構成を説明する。
【００６１】
図１１は、本発明の第１実施形態による合波部の調光手段の更に他の構成を示す概略図である。図１１の（ａ）は、合波部の調光手段の更に他の構成を示す斜視図、（ｂ）は、本調光手段をＫ方向から見た概略図である。
【００６２】
図１１の（ａ）に示すように、調光手段４０は、第１透明基板１０１及び第２透明基板１０２がユーザの眼側に凹の球面を有し、保持機構（図示せず）により、互いに所望の方向に摺動可能に保持される。図１１の（ｂ）に示すように、両透明基板（１０１、１０２）のそれぞれには、図２及び図６で説明したのと同様に、所望のパターンを有する反射層１１２ａが形成され、一方の反射層が他方の透過層１１２ｂに重なる領域幅を変更することで、ユーザが視認する外界からの外界光の入射光路に沿って入射した外界光に対する透過割合を調整すると共に、表示光学系から出射された画像光の入射光路に沿って入射した画像光に対する反射割合を調整する。
【００６３】
図１２は、図１１に示す調光手段の摺動方法を説明する概略図であり、（ａ）は図１１の（ｂ）に対応する正面図、（ｂ）はＧ−Ｇ’に沿った断面図である。
【００６４】
図１２に示すように、調光手段４０の第１透明基板１０１及び第２透明基板１０２は、図示しないが、互いに、それぞれの市松模様の反射層の格子が一致するように配置された状態から、それぞれの透明基板の中心点Ｑを回転軸として互いに回転可能に保持される。これにより、双方の透明基板の反射層のそれぞれが互いの透過層に重なる領域の面積を変更するように制御される。すなわち、反射層によって覆われる透過層の面積を変更することで、ユーザが視認する外界からの外界光の入射光路に沿って入射した外界光に対する透過割合を調整すると共に、表示光学系から出射された画像光の入射光路に沿って入射した画像光に対する反射割合を調整する。
【００６５】
図１３は、図１１に示す調光手段の摺動方法の他の例を説明する概略図であり、（ａ）は図１１の（ｂ）に対応する正面図、（ｂ）はＨ−Ｈ’に沿った断面図である。
【００６６】
図１３に示すように、調光手段４０の第１透明基板１０１及び第２透明基板１０２は、図示しないが、互いに、それぞれの市松模様の反射層の格子が一致するように配置された状態から、それぞれの透明基板の中心点Ｑから外縁方向に外れた偏心点Ｐを回転軸として互いに回転可能に保持される。これにより、双方の透明基板の反射層のそれぞれが互いの透過層に重なる領域の面積を変更するように制御される。すなわち、反射層によって覆われる透過層の面積を変更することで、ユーザが視認する外界からの外界光の入射光路に沿って入射した外界光に対する透過割合を調整すると共に、表示光学系から出射された画像光の入射光路に沿って入射した画像光に対する反射割合を調整する。この例では、図８を参照して説明したのと同様に、調光手段４０への外界光の入射光路及び画像光の入射光路の中心軸Ｒは、偏心点Ｐから離隔した位置に設定する。また、調光手段４０の全体領域の内、表示画面として使用する範囲を、中心軸Ｒを中心とする所望の領域、例えば、図１３（ａ）において破線で囲んだ領域Ｆに設定することで、表示画面に対する外界光の透過光量の面内均一性が高く、良好な表示品質を具現し得る。
【００６７】
なお、合波部の調光手段４０は、ユーザが手動で、第１透明基板１０１及び第２透明基板１０２を摺動させて、外界光の透過割合と画像光の反射割合とを調整してもよいが、上述したストライプ状の反射層の例と同様に、光センサーを含み外界光の光量を測定する受光部及び調光手段４０の透明基板（１０１、１０２）を摺動させる操作部を付加することで、自動調整するよう構成し得る。また、両透明基板（１０１、１０２）の各反射層の表面が、それぞれの透明基板の表面に対して凹部をなす構成とすることで、摺動にともなう反射層の摩耗を防ぎ、耐久性を向上させることができる。また、反射層を保護する他の構成として、図４で説明した凸部を反射層が形成された側の各透明基板の表面に形成してもよい。
【００６８】
以下、図１４を参照しながら、本発明の第２実施形態による画像表示装置の合波部の構成を詳細に説明する。
【００６９】
図１４は、本発明の第２実施形態による画像表示装置の合波部を含む光学系の模式図である。図１４に示すように、本実施形態による画像表示装置１００の光学系は、表示光学系１０及び接眼光学系１２０から成り、表示光学系１０は、光源１１、集光レンズ１２、及び透過型画像表示素子１３を備え、接眼光学系１２０は、接眼レンズ２１及び調光機能を有する合波部１２２を備える。また、本実施形態による画像表示装置１００は、上述した第２実施形態と同様に、図示しないが、透過型画像表示素子１３及び合波部１２２を駆動するための電子回路部品を含む駆動部と、画像表示装置１００の動作全体を制御するＣＰＵなどを含む制御部とを備える。表示光学系の構成は、図１を参照して説明した構成と同じであるので、説明は省略する。
【００７０】
接眼光学系１２０の合波部１２２は、表示光学系１０から出射された画像光の入射光路Ｌ１に沿って入射した画像光と、ユーザが視認する外界からの外界光の入射光路に沿って入射した外界光とを、外界光の入射光路の延長上の光路であって画像光と外界光とが共にユーザの眼に至る共通の光路Ｌ２上で合成し、合成した合成光をユーザの眼に向けて出射する。
【００７１】
第２実施形態による画像表示装置の合波部１２２は、図１４に示すように、偏光板１４１及び反射型偏光素子１４２を組み合わせた調光手段４０で構成される。
調光手段４０の反射型偏光素子１４２は、例えば、ワイヤーグリッド型偏光板であり、画像光の光路をユーザの眼に向かう共通の光路Ｌ２に向けて折り曲げる反射部材として機能し、同時に偏光板１４１と組み合わせることで外界から入射する外界光をユーザの眼に向かう共通の光路Ｌ２に沿って透過させる光量とを調整する調光手段として機能する。偏光板１４１は、ガラス偏光板又は樹脂偏光板で構成される。なお、表示光学系１０の構成は、本発明の第１実施形態による画像表示装置の光学系と同じであるので、説明は省略する。
【００７２】
図１５は、本発明の第２実施形態による合波部の調光手段の構成を示す概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＪ−Ｊ’に沿った断面図である。
【００７３】
図１５の（ａ）に示すように、調光手段４０の反射型偏光素子１４２と、偏光板１４１とが、保持機構（図示せず）により、互いにそれぞれの中心点Ｑを回転軸に回転可能に保持されて、双方の偏光素子の偏光面、すなわち偏光方向が一致する位置から直交する位置の間の所望の相対角度に移動させる。これにより、ユーザが視認する外界からの外界光の入射光路に沿って入射した外界光に対する透過割合を調整する。
【００７４】
図１５の（ｂ）に示すように、調光手段４０を構成する反射型偏光素子１４２は、透明基板１４２ｃの対向する第１面１４２ａ及び第２面１４２ｂのうちの第２面１４２ｂの表面に複数の金属細線１５２ａが等間隔のスペース１５２ｂで配列された構成を有する。この構成において、反射型偏光素子１４２は、図１４に示すように、金属細線１５２ａが形成された第２面１４２ｂに画像光が入射する向きに配置される。
【００７５】
また、図示しないが図１４に示す接眼レンズ２１と反射型偏光素子１４２との間に別個の偏光板を配置して、画像光を偏光することで、反射型偏光素子１４２の中心点Ｑを回転軸にして回転する角度に応じて反射型偏光素子１４２に入射する画像光がユーザの眼に向かう共通の光路Ｌ２に向かって反射される割合を調整することが可能である。
なお、画像光に偏光を用いることは、本発明の第１実施形態による合波部に対しても同様に適用し得ることは、当業者であれば容易に理解される。よって、重複する説明は省略する。
【００７６】
以上のように、本発明によれば、使用環境の明るさに応じて画像光による表示画面と背景となる外界光との光量比を好適に調整できる。特に、光源の発光強度の変更によらず、画像光と外界光との合波の割合を調整してユーザの眼に合成光を投射する構成を備えることにより、広い輝度レンジで色合いの変化のない安定した高品質のカラー画像を視認可能な画像表示装置を提供することができる。
【００７７】
以上、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。
【符号の説明】
【００７８】
１０    表示光学系
１０ａ    第１収納室
１１    光源
１２    集光レンズ
１３    透過型画像表示素子
１５    出射窓
２０、１２０    接眼光学系
２０ａ    第２収納室
２１    接眼レンズ
２２、１２２    合波部
２５    第１入射窓
２６    第２入射窓
３０    支持部
３１、３１ａ、３１ｂ    支持板
４０    調光手段
４１、６１、８１、１０１    （第１）透明基板
４１ａ、４２ａ、６１ａ、６２ａ、８１ａ、８２ａ、１４２ａ    第１面
４１ｂ、４２ｂ、６１ｂ、６２ｂ、８１ｂ、８２ｂ、１４２ｂ    第２面
４１ｃ、６１ｃ    凹部
４２、６２、８２、１０２    （第２）透明基板
５１ａ、５２ａ、７１ａ、７２ａ、９１ａ、９１ｃ、９２ｃ、１１２ａ    反射層
５１ｂ、５２ｂ、７１ｂ、７２ｂ、９１ｂ、９１ｄ、９２ｄ、１１２ｂ    透過層
５４    凸部
１００    画像表示装置
１４１    偏光板
１４２    反射型偏光素子
１４２ｃ    透明基板
１５２ａ    金属細線
１５２ｂ    スペース
【図１】
2017090289.tif 000003
【図２】
2017090289.tif 000004
【図３】
2017090289.tif 000005
【図４】
2017090289.tif 000006
【図５】
2017090289.tif 000007
【図６】
2017090289.tif 000008
【図７】
2017090289.tif 000009
【図８】
2017090289.tif 000010
【図９】
2017090289.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2017090289.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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